Способ определения коэффициента перенасыщения в утфелях сахарного производства

 

Изобретение относится к области контроля коэффициента перенасыщения в дисперсных системах сахаристых веществ, в частности в утфелях сахарного производства. Сущность изобретения: проводят высокочастотное измерение диэлектрической характеристики утфеля, в качестве которой используют величину общего тангенса угла диэлектрических потерь утфеля. Последнюю нормируют и в виде относительных значений применяют для расчета коэффициента перенасыщения по линейной модели. При этом для нормирующих величин используют тангенс угла диэлектрических потерь ненасыщенного раствора, а угловой коэффициент определяют через высокую и низкую чистоту утфелей и интерполируют для промежуточных значений. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способам контроля коэффициента перенасыщения межкристалльного раствора утфелей при получении кристаллического продукта в вакуум-кристаллизационных установках и может быть использовано в сахарной промышленности.

Известен способ определения коэффициента перенасыщения в утфелях сахарного производства, предусматривающий высокочастотное измерение диэлектрической характеристики сиропа и утфеля [1] Недостатками известного способа являются использование в качестве диэлектрической характеристики величины импеданса утфеля, которая зависит от содержания кристаллов и поэтому требует корректировки, осуществляемой непрерывным измерением уровня, ограниченная область контролирования перенасыщения в утфелях для изменения чистоты 90-100 в которую не входят утфели III кристаллизации, техническая сложность реализации способа измерения импеданса в области радиочастот (около 150 МГц).

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту по решаемой задаче является способ определения коэффициента перенасыщения в утфелях сахарного производства, предусматривающий высокочастотное измерение диэлектрической характеристики раствора и определение коэффициента перенасыщения расчетным путем [2] Недостатками известного способа являются возможность определения коэффициента перенасыщения преимущественно в чистых растворах, неприменимость способа для определения коэффициента перенасыщения непосредственно в дисперсных сахарных системах, содержащих твердую фазу (утфелях), из-за использования в качестве диэлектрической характеристики величины относительной диэлектрической проницаемости раствора, которая зависит от содержания кристаллов.

Задачей изобретения является уменьшение трудоемкости измерений и расширение функциональных возможностей определения степени перенасыщения в утфелях сахарного производства различной частоты (I-III кристаллизации) за счет улучшения метрологических характеристик способа межкристального раствора.

Постановленная задача достигается тем, что согласно предлагаемому способу определения коэффициента перенасыщения в утфелях сахарного производства осуществляют высокочастотное измерение диэлектрической характеристики раствора и определение коэффициента перенасыщения расчетным путем, при этом в качестве диэлектрической характеристики используют текущую величину тангенса угла диэлектрических потерь утфеля, которую предварительно определяют также при фиксированном перенасыщении сгущаемого до перенасыщенного состояния раствора и применяют затем как нормирующую величину для нахождения относительных значений общего тангенса угла диэлектрических потерь, а коэффициент перенасыщения в увариваемом утфеле определяют экстраполированием с помощью математической модели: П = A tgδ/tgδ_н+B, где П коэффициент перенасыщения; tgδ текущее значение общего тангенса угла диэлектрических потерь утфеля; tgδ_н нормирующее значение общего тангенса угла диэлектрических потерь сгущаемого до перенасыщения состояния раствора; A и B предварительно экспериментально определенные угловой коэффициент и начальная ордината на оси перенасыщения.

Угловой коэффициент в математической модели для утфелей промежуточной чистоты определяют на основании установления линейной взаимосвязи его с собственно высокой и низкой чистотой утфелей, а для нормирующей величины тангенса угла диэлектрических потерь выбирают перенасыщение преимущественно 0,8 1,0.

Изобретение реализовано следующим образом.

Лабораторным способом проводят определение степени перенасыщения, например, сгущаемого сахаросодержащего раствора высокой чистоты Ч_у, начиная от величины коэффициента перенасыщения П 0,8 и выше до П 1,0. Одновременно высокочастотным импедансметром на частоте 10 МГц осуществляют электрометрические измерения нормирующей диэлектрической характеристики при выбранном фиксированном значении П в виде общего тангенса угла диэлектрических потерь tgδ_н В последующем, при осуществлении кристаллизации и начале выделения кристаллической фазы сахарозы из перенасыщенного раствора проводят измерения текущих значений общего тангенса угла диэлектрических потерь утфеля tgδ которые используют для нахождения относительных значений общего тангенса угла диэлектрических потерь tgδ_отн= tgδ/tgδ_н. Полученную малую выборку результатов (3-5 значений) П = f(tgδ_отн) используют для установления аппроксимирующей линейной зависимости (таблица).

П = A tgδ/tgδ_н+B
Результаты, аналогичные данным в таблице, для утфелей меньшей чистоты, позволяют установить линейную зависимость углового коэффициента А от чистоты утфеля и использовать ее в дальнейшем для получения расчетной модели определения П при других значениях Ч_у.

Существование линейной зависимости A f(Ч_у) позволяет интерполировать значения A, полученные при кристаллизации только утфелей высокой и низкой чистоты и уменьшить тем самым трудоемкость измерений, исключая их при промежуточных значениях Ч_у.

Способ определения коэффициента перенасыщения может быть реализован при контроле уваривания утфелей I III кристаллизации с использованием стандартных измерительных средств.

Использование способа весьма эффективно при контроле пересыщения утфелей различной чистоты в связи с возможностью оперативной корректировки углового коэффициента A через саму величину чистоты утфеля Ч_у.

Использование предлагаемого способа определения коэффициента перенасыщения в утфелях сахарного производства обеспечивают по сравнению с существующими способами следующие преимущества:
расширение функциональных возможностей определения степени перенасыщения в утфелях низкой чистоты за счет улучшения метрологических характеристик (точности, воспроизводимости) способа;
уменьшение трудоемкости измерений коэффициента перенасыщения при изменении чистоты утфелей путем корректировки модели.

Формула изобретения

1. Способ определения коэффициента перенасыщения в утфелях сахарного производства, включающий высокочастотное измерение диэлектрической характеристики раствора и определение коэффициента перенасыщения расчетным путем, отличающийся тем, что в качестве диэлектрической характеристики используют текущую величину общего тангенса угла диэлектрических потерь утфеля, которую предварительно определяют также при фиксированном перенасыщении сгущаемого до пересыщенного состояния раствора и применяют затем как нормирующую величину для нахождения относительных значений общего тангенса угла диэлектрических потерь, а коэффициент перенасыщения в увариваемом утфеле определяют экстраполированием с помощью математической модели
П = Atgδ/tgδ_н+B,
где П коэффициент перенасыщения;
tgδ - текущее значение общего тангенса угла диэлектрических потерь утфеля;
tgδ_н- нормирующее значение общего тангенса угла диэлектрических потерь сгущаемого до пересыщенного состояния раствора;
А и В предварительно экспериментально определенные угловой коэффициент и начальная ордината на оси перенасыщения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что угловой коэффициент в математической модели для утфелей промежуточной чистоты определяют на основании установления линейной взаимосвязи его с собственно высокой и низкой чистотой утфелей.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что для нормирующей величины тангенса угла диэлектрических потерь выбирают перенасыщение преимущественно 0,8 1,0.

РИСУНКИ

Рисунок 1